PL238793B1 - Polimer wydrukowany molekularnie z wbudowanym próbnikiem redoks i solą dostarczającą przeciwjony oraz selektywny czujnik chemiczny do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów z warstwą polimeru wydrukowanego molekularnie, jako jednostką rozpoznającą - Google Patents
Polimer wydrukowany molekularnie z wbudowanym próbnikiem redoks i solą dostarczającą przeciwjony oraz selektywny czujnik chemiczny do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów z warstwą polimeru wydrukowanego molekularnie, jako jednostką rozpoznającą Download PDFInfo
- Publication number
- PL238793B1 PL238793B1 PL422855A PL42285517A PL238793B1 PL 238793 B1 PL238793 B1 PL 238793B1 PL 422855 A PL422855 A PL 422855A PL 42285517 A PL42285517 A PL 42285517A PL 238793 B1 PL238793 B1 PL 238793B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- mip
- synephrine
- layer
- acid
- template
- Prior art date
Links
- 229920000344 molecularly imprinted polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 94
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 9
- YRCWQPVGYLYSOX-UHFFFAOYSA-N synephrine Chemical compound CNCC(O)C1=CC=C(O)C=C1 YRCWQPVGYLYSOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 108
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 62
- 229960003684 oxedrine Drugs 0.000 claims abstract description 54
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 24
- -1 4-ferrocenebenzaldehyde Chemical compound 0.000 claims abstract description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000012085 test solution Substances 0.000 claims abstract description 19
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims abstract description 3
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000835 electrochemical detection Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 35
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims description 18
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 16
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 12
- CDDFFMJAOKTPRF-UHFFFAOYSA-M tetrabutylazanium;chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC CDDFFMJAOKTPRF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 10
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 6
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 125000004424 polypyridyl Polymers 0.000 claims description 3
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 claims description 3
- HLCPWBZNUKCSBN-UHFFFAOYSA-N 2-aminobenzonitrile Chemical compound NC1=CC=CC=C1C#N HLCPWBZNUKCSBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 10
- OHZAHWOAMVVGEL-UHFFFAOYSA-N 2,2'-bithiophene Chemical compound C1=CSC(C=2SC=CC=2)=C1 OHZAHWOAMVVGEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 44
- 238000001903 differential pulse voltammetry Methods 0.000 description 27
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 19
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 5
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- SOIFLUNRINLCBN-UHFFFAOYSA-N ammonium thiocyanate Chemical compound [NH4+].[S-]C#N SOIFLUNRINLCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 4
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1,1,1-trifluorobutane Chemical compound FC(F)(F)CCCBr DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCTWMZQNUQWSLP-UHFFFAOYSA-N adrenaline Chemical compound CNCC(O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 UCTWMZQNUQWSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000012954 diazonium Substances 0.000 description 2
- 150000001989 diazonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 2
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 2
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Substances CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229940093915 gynecological organic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 2
- QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N para-ethylbenzaldehyde Natural products CCC1=CC=C(C=O)C=C1 QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- YBAZINRZQSAIAY-UHFFFAOYSA-N 4-aminobenzonitrile Chemical compound NC1=CC=C(C#N)C=C1 YBAZINRZQSAIAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZYMOXWFDNHCIM-UHFFFAOYSA-N C.C1=CSC(C=2SC=CC=2)=C1.C1=CSC(C=2SC=CC=2)=C1 Chemical class C.C1=CSC(C=2SC=CC=2)=C1.C1=CSC(C=2SC=CC=2)=C1 RZYMOXWFDNHCIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 102000008100 Human Serum Albumin Human genes 0.000 description 1
- 108091006905 Human Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical class [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002081 enamines Chemical class 0.000 description 1
- RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N endosulfan Chemical compound C12COS(=O)OCC2C2(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1(Cl)C2(Cl)Cl RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000000515 polarization modulation infrared reflection--adsorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWDBHOZBRXWRKS-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(6+);hexacyanide Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+6].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] AWDBHOZBRXWRKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest nowy monomer jako próbnik redoks stanowiący p-[bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]-ferrocenobenzen i sposób jego wytwarzania, polegający na tym, że 4-ferrocenobenzaldehyd jako związek wyjściowy poddaje się reakcji z 2,2'-bitiofenem w glikolu etylenowym w obecności kwasu nadchorowego(VII), w atmosferze azotu i w temperaturze pomiędzy -100 a 100°C, korzystnie 60°C, z wytworzeniem p-[bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]-ferrocenobenzenu. Ponadto zgłoszenie obejmuje polimer wdrukowany molekularnie (MIP), w postaci warstwy jako jednostki rozpoznającej selektywnego chemoczujnika do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów, uprzednio zastosowanych jako szablony, zwłaszcza p-synefryna, z wbudowanym próbnikiem redoks. Przedmiotem zgłoszenia jest także sposób wytwarzania molekularnie wydrukowanego polimeru (MIP-u), a także jego zastosowanie, w którym przedmiotowy polimer (MIP-u) występuje w postaci warstwy jako jednostki rozpoznającej wybrane anality, zwłaszcza p-synefrynę, w selektywnym chemoczujniku do elektrochemicznego ich wykrywania i/lub oznaczania, zarówno w syntetycznych jak i biologicznych próbkach pochodzenia ludzkiego i zwierzęcego, korzystnie w nieobecności zewnętrznego próbnika redoks w roztworze badanym.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest molekularnie wdrukowany polimer (ang. molecularly imprinted polymer, MIP) z wbudowanym kowalencyjnie próbnikiem redoks, selektywny chemoczujnik do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów z warstwą polimeru wdrukowanego molekularnie jako jednostką rozpoznającą oraz nowy monomer stanowiący p-[bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen i sposób wytwarzania tego monomeru.
MlP-y stanowią znakomity przykład inteligentnych materiałów naśladujących rozpoznawanie biologiczne. Znalazły one zastosowanie, m.in. do budowy chemoczujników, w postaci selektywnych warstw rozpoznających (Cieplak, M.; Kutner, W., Artificial biosensors: How can molecular imprinting mimic biorecognition? Trends Biotechnol. 2016, 34, 922-941.). Chemoczujniki z tymi warstwami wykazują parametry analityczne (czułość, selektywność, dolna granica wykrywalności, itd.) niewiele ustępujące biosensorom, ale przewyższają te drugie pod względem łatwości wykonania i kosztów wytwarzania oraz trwałości i odporności na warunki zewnętrzne, takie jak podwyższona temperatura, kwasowe lub zasadowe środowisko, czy też obecność rozpuszczalników organicznych.
W przypadku elektrochemicznego oznaczania analitów, które są elektronieaktywne, stosuje się zewnętrzny względem MlP-u, tj. rozpuszczony w roztworze badanym, próbnik redoks, np., heksacyjanożelazian(ll) potasu. Najprawdopodobniej wiązanie cząsteczek analitu wewnątrz warstwy MIP-u powoduje pęcznienie tego polimeru i przez to zamyka pory w polimerze (Yoshimi, Y.; Narimatsu, A.; Nakayama, K.; Sekine, S.; Hattori, K.; Sakai, K., Development of an enzyme-free glucose sensor using the gate effect of a molecularly imprinted polymer. J. Artif. Organs 2009,12, 264-270). W wyniku tego pęcznienia dyfuzja próbnika redoks przez warstwę MIP-u do powierzchni elektrody jest utrudniona, co prowadzi do obniżenia faradajowskiego prądu tego próbnika. Jednakże w przypadku elektrod pokrytych warstwami przewodzących MlP-ów proponowany mechanizm zdaje się być niewłaściwy, np. widma elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (ang. electrochemical impedance spectroscopy, EIS) zarejestrowane w trakcie naszych poprzednich badań wskazują, że wiązanie cząsteczek analitu we wdrukowanym politiofenie wcale nie blokuje dyfuzji cząsteczek próbnika redoks do powierzchni elektrody, a zmienia opór przeniesienia ładunku w reakcji elektrodowej (Cieplak, M.; Szwabinska, K.; Sosnowska, M.; Bikram, K. C. C; Borowicz, P.; Noworyta, K.; D'Souza, F.; Kutner, W., Selective electrochemical sensing of human serum albumin by semi-covalent molecular imprinting. Biosens. Bioelectron. 2015, 74, 960-966 oraz Huynh, T. P.; Bikram, K. C. C; Lisowski, W.; D'Souza, F.; Kutner, W., Molecularly imprinted polymer of bis (2,2'-bithienyl)methanes for selective determination of adrenaline. Bioelectrochemistry 2013, 93, 37-45).
Na tej podstawie można wywnioskować, iż możliwe jest kowalencyjne unieruchomienie próbnika redoks wewnątrz warstwy MIP. Umożliwiłoby to prowadzenie pomiarów bez konieczności dodawania próbnika redoks do roztworu badanego, co znacznie ułatwiałoby przygotowanie próbek do oznaczeń.
Jak do tej pory podjęto próby unieruchomienia próbnika redoks, ferrocenu, wewnątrz molekularnie wdrukowanych polimerów akrylowych za pomocą polimeryzacji wolnorodnikowej przez dodanie do mieszaniny polimeryzacyjnej monomerów zawierających ferrocen (Mazzotta, E.; Turco, A.; Chianella, I.; Guerreiro, A.; Piletsky, S. A.; Malitesta, C., Solid-phase synthesis of electroactive nanoparticles of molecularly imprinted polymers. A novel platform for indirect electrochemical sensing applications. Sens. Actuators B-Chem. 2016, 229, 174-180 oraz Udomsap, D.; Branger, C.; Culioli, G.; Dollet, P.; Brisset, H., A versatile electrochemical sensing receptor based on a molecularly imprinted polymer. Chem. Commun. 2014, 50, 7488-7491). Polimery te były usieciowane za pomocą dimetakrylanu glikolu etylenowego (ang. ethylene glycol dimethacrylate, EGDMA) a skop olimeryzowane pochodne ferrocenu stanowił winyloferrocen (Mazzotta, E.; Turco, A.; Chianella, I.; Guerreiro, A.; Piletsky, S. A.; Malitesta, C., Solid-phase synthesis of electroactive nanoparticles of molecularly imprinted polymers. A novel platform for indirect electrochemical sensing applications. Sens. Actuators B-Chem. 2016, 229, 174-180 oraz Udomsap, D.; Branger, C.; Culioli, G.; Dollet, P.; Brisset, H., A versatile electrochemical sensing receptor based on a molecularly imprinted polymer. Chem. Commun. 2014, 50, 7488-7491) lub metakrylan ferrocenometylu (Mazzotta, E.; Turco, A.; Chianella, I.; Guerreiro, A.; Piletsky, S. A.; Malitesta, C., Solid-phase synthesis of electroactive nanoparticles of molecularly imprinted polymers. A novel platform for indirect electrochemical sensing applications. Sens. Actuators B-Chem. 2016, 229, 174-180). Polimery te, w postaci mikro- lub nanocząstek, były przygotowane za pomocą polimeryzacji wolnorodnikowej. Następnie te mikro-/nanocząstki zostały osadzone na powierzchni elektrod z węgla szklistego (Mazzotta, E.; Turco, A.; Chianella, I.; Guerreiro,
PL 238 793 B1
A.; Piletsky, S. A.; Malitesta, C., Solid-phase synthesis of electroactive nanoparticles of molecularly imprinted polymers. A novel platform for indirect electrochemical sensing applications. Sens. Actuators B-Chem. 2016, 229, 174-180) lub wewnątrz elektrody z pasty węglowej (Udomsap, D.; Branger, C.; Culioli, G.; Dollet, P.; Brisset, H., A versatile electrochemical sensing receptor based on a molecularly imprinted polymer. Chem. Commun. 2014, 50, 7488-7491). W żadnym z tych przypadków mechanizm działania czujników nie został dokładnie wyjaśniony. Autorzy spekulują, że zmiana prądu utlenienia ferrocenu może wynikać z tworzenia kompleksu ferrocen-analit lub z blokowania dyfuzji przeciwjonów, ale żaden z tych mechanizmów nie został potwierdzony. Można także przypuszczać, że obserwowane jest utlenienie tylko tych grup ferrocenowych, które znajdują się w bezpośrednim kontakcie z powierzchnią elektrody. Prawdopodobnie jest to przyczyną niezadawalających parametrów analitycznych tych czujników.
Celem obecnego wynalazku jest sposób syntezy i osadzania na powierzchni elektrody, za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, MlP-u selektywnego względem wybranych analitów oraz zastosowanie tak pokrytej elektrody do selektywnego elektrochemicznego ich oznaczania. Przykładowym szablonem/analitem wybranym do zilustrowania działania wynalazku jest p- synefryna. Polimer molekularnie wdrukowany za pomocą p- synefryny i wykorzystujący go selektywny chemoczujnik są przedmiotem poprzedniego wynalazku o nr P.422854.
Obecny wynalazek obejmuje nowy monomer jako próbnik redoks stanowiący p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]-ferrocenobenzen.
Wynalazek ponadto obejmuje sposób wytwarzania p-[bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu określonego powyżej, charakteryzujący się tym, że 4-ferrocenobenzaldehyd jako związek wyjściowy poddaje się reakcji z 2,2'-bitiofenem w glikolu etylenowym w obecności kwasu nadchorowego(VII), w atmosferze azotu i w temperaturze pomiędzy -100 a 100°C, korzystnie 60°C, z wytworzeniem p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu, Etap (c).
Korzystnie, w tym sposobie, najpierw wytwarza się 4-ferronobenzaldehyd w sposób, który obejmuje dwa następujące etapy:
(a) aminobenzonitryl poddaje się działaniu azotynu(lll) sodu w temperaturze pomiędzy -100 a 100°C, korzystnie 0°C, a następnie ferrocenu w obecności sproszkowanego metalu przejściowego jako katalizatora, korzystnie miedzi, w środowisku kwaśnym z wytworzeniem 4-ferrocenobenzonitrylu, potem (b) ten 4-ferrocenobenzonitryl poddaje się działaniu odczynnika redukującego, korzystnie DIBALH-u, i metanolu w bezwodnej i beztlenowej atmosferze z wytworzeniem 4-ferronobenzaldehydu.
Korzystnie, w tym sposobie, wykonuje się kolejno Etapy (a) i (b) opisane wyżej, po czym stosuje się powyższy Etap (c).
Wynalazek również obejmuje polimer wdrukowany molekularnie (MIP), w postaci warstwy jako jednostki rozpoznającej selektywnego chemoczujnika do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów, uprzednio zastosowanych jako szablony, zwłaszcza p- synefryna, z wbudowanym próbnikiem redoks, charakteryzujący się tym, że ten próbnik redoks jest wbudowany kowalencyjnie i pełni również rolę monomeru sieciującego a stanowi go skopolimeryzowany monomer funkcyjny posiadający w swojej strukturze podstawnik, który jest elektroaktywny, ale nie bierze udziału w polimeryzacji, najkorzystniej jest to p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen, a ponadto polimer ten zawiera lipofilowy przeciwjon wbudowany albo uwięziony wewnątrz tego polimeru, dostarczany przez sól metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych, najkorzystniej Li, K, Na, Ca, Mg, z mocnymi kwasami organicznymi, wybranymi spośród kwasów sulfonowych, kwasu chromopropinowego i kwasów tiosulfonowych, przy czym monomer funkcyjny stanowi kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy.
Korzystnie, polimer według wynalazku, zawiera lipofilowy przeciwjon wbudowany poprzez uwięzienie wewnątrz tego polimeru, najkorzystniej dostarczany przez sól sodową kwasu chromopropinowego, która ulega unieruchomieniu w warstwie MIP-u podczas elektropolimeryzacji.
Korzystnie, polimer według wynalazku, zawiera lipofilowy przeciwjon wbudowany poprzez kopolimeryzację wewnątrz warstwy MIP-u podczas jej osadzania za pomocą elektropolimeryzacji, dostarczany najkorzystniej przez sól sodową kwasu tiofeno-2-metylo-sulfonowego.
Wynalazek ponadto obejmuje sposób wytwarzania molekularnie wdrukowanego polimeru (MIP-u) rozpoznającego wybrane anality, zwłaszcza p-synefrynę, metodą wdrukowania molekularnego, w postaci warstwy z wbudowanym próbnikiem redoks i przeciwjonem, w warunkach potencjodynamicznych lub potencjostatycznych, charakteryzujący się tym, że obejmuje następujące etapy, w których
PL 238 793 B1 (a) otrzymuje się warstwę MIP-u z użyciem roztworu do elektropolimeryzacji zawierającego wybrany analit jako związek pełniący rolę szablonu, kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy jako monomer funkcyjny zdolny do kompleksowania tegoż szablonu oraz związek pełniący rolę zarówno monomeru sieciującego jak i wewnętrznego próbnika redoks, oraz lipofilowy przeciwjon, który dostarczany jest przez sól metali alkalicznych lub sól metali ziem alkalicznych, najkorzystniej Li, K, Na, Ca, Mg, z mocnymi kwasami organicznymi, wybranymi spośród kwasów sulfonowych, kwasu chromopropinowego i kwasów tiosulfonowych, w rozpuszczalniku aprotycznym, korzystnie acetonitrylu, w obecności elektrolitu podstawowego, korzystnie chloranu(VII) tetrabutyloamoniowego, przy czym roztwór do elektropolimeryzacji zawiera szablon, monomer funkcyjny, monomer sieciujący/wewnętrzny próbnik redoks i lipofilowy przeciwjon o stosunku molowym w zakresie od 1 : 1:1: 1 do 1 : 5 : 30 : 30; roztwór ten jest 0,1 M względem chloranu(VII) tetrabutyloamoniowego (elektrolitu podstawowego), (b) warstwy MIP-u osadza się na powierzchni elektrod, korzystnie platynowych elektrod dyskowych, za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, w zakresie potencjałów od -2,0 do 2,0 V vs Ag/AgCI, korzystnie od 0 do 1,30 V vs Ag/AgCI, z szybkością zmian potencjału od 5 do 1000 mV/s, korzystnie 50 mV/s, lub potencjostatycznych w zakresie potencjałów od -2,0 do 2,0 V vs Ag/AgCI, z wytworzeniem warstwy MIP-u z wdrukowanym molekularnie szablonem, a następnie (c) szablon ten usuwa się z osadzonej warstwy MIP-u poprzez ekstrakcję w 0,1 M NaOH i otrzymuje warstwę MIP-u selektywnego względem wybranego analitu.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku, jako szablon, stanowiący analit, stosuje się składnik do wykrywania i/lub oznaczania w analizowanej próbce wybrany spośród atomów pierwiastka chemicznego, cząsteczek związków, jonów, rodników, najkorzystniej stosuje się p- synefrynę.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku, w Etapie (a) stosuje się p- synefrynę jako szablon (jako szablon uprzednio służy sam analit), kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy jako monomer funkcyjny zdolny do kompleksowania tegoż szablonu, p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen jako zarówno monomer sieciujący jak i wewnętrzny próbnik redoks.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku w Etapie (a) stosuje się sól kwasu chromopropinowego albo sól kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego jako lipofilowy przeciwjon, najkorzystniej te sole to sole sodowe.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku w Etapie (a) stosuje się roztwór do elektropolimeryzacji zawierający szablon, monomer funkcyjny, monomer sieciujący/wewnętrzny próbnik redoks i lipofilowy przeciwjon o stosunku molowym w zakresie od 1 : 3 :12,5 : 6,25 w przypadku soli sodowej kwasu chromopropinowego albo 1 : 3 : 10 : 10 w przypadku soli sodowej kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku, w Etapie (a) jako próbniki redoks stosuje się polipirydylowe kompleksy Ru, Fr, Ir, Os, Mo, Co, W, a najkorzystniej p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen.
Wynalazek obejmuje też zastosowanie molekularnie wdrukowanego polimeru (MIP-u), określonego wyżej, w postaci warstwy jako jednostki rozpoznającej wybrane anality, zwłaszcza p- synefrynę, w selektywnym chemoczujniku do elektrochemicznego ich wykrywania i/lub oznaczania, zarówno w syntetycznych jak i biologicznych próbkach pochodzenia ludzkiego i zwierzęcego.
Korzystnie, zastosowanie według wynalazku, pozwala na prowadzenie oznaczeń elektrochemicznych w nieobecności (tj. bez) zewnętrznego próbnika redoks w roztworze badanym, w obecności wewnętrznego lipofilowego przeciwjonu, który jest wbudowany w MIP kowalencyjnie lub fizycznie uwięziony wewnątrz tego MIP-u, określonego powyżej.
Wspomniany wyżej MIP został przygotowany w podobny sposób jak w poprzednim wynalazku z tą różnicą, że zamiast 2,3'-bitiofenu (monomeru sieciującego) zastosowano nowy, specjalnie w tym celu zaprojektowany monomer - p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen (Przykład 1). Monomer ten pełnił rolę zarówno monomeru sieciującego, za pomocą swojej części bisbitiofenowej, jak i wewnętrznego próbnika redoks, za pomocą swojego podstawnika ferrocenowego (Przykłady 2, 3 i 4). Monomer ten został zsyntetyzowany zgodnie z Przykładem 1. Tak zmodyfikowane elektrody zostały zastosowane do elektrochemicznych oznaczeń p-synefryny w nieobecności zewnętrznych próbników redoks (Przykłady 2, 3 i 4).
Wynalazek zostanie teraz bliżej przedstawiony w korzystnych przykładach wykonania, z odniesieniem do załączonych rysunków, na których:
PL 238 793 B1
Fig. 1 przedstawia ogólny schemat działania elektrochemicznego czujnika z elektrodą pokrytą warstwą rozpoznającą MIP-u z zastosowaniem (a) zewnętrznego i (b) wewnętrznego próbnika redoks oraz (c) analityczny sygnał DPV,
Fig. 2 przedstawia wzory strukturalne (a) p-synefryny, (b) kwasu 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowego, (c) p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu, (d) soli sodowej kwasu chromopropinowego, (e) soli sodowej kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego i (f) proponowana struktura kompleksu p-synefryny z trzema cząsteczkami kwasu 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowego (taka sama jak w wynalazku nr P.422854),
Fig. 3 przedstawia krzywe potencjodynamiczne zarejestrowane podczas osadzania warstw MIP-ów; skład roztworów do polimeryzacji był następujący (a, c) 10 μM p- synefryna, (b) 20 μM p- synefryna, (a, c) 30 μM kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy, (b) 60 μM kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy, (a, c) 100 μM p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen, (b) 250 μM p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen,(b) 125 μM sól sodowa kwasu chromopropinowego, (c) 100 μM sól sodowa kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego i (a-c) 100 mM chloran(VII) tetrabutyloamoniowy (elektrolit podstawowy) w aceto-nitrylu; w każdym przypadku, w czasie osadzania wykonano pięć cykli prądowo-potencjałowych w zakresie od 0 do 1,30 V vs Ag/AgCI z szybkością zmiany potencjału 50 mV/s,
Fig. 4 przedstawia zmiany prądu DPV zarejestrowanego za pomocą platynowej elektrody dyskowej, w roztworze PBS (pH = 7,4), pokrytej warstwą MIP-u przygotowaną zgodnie z Przykładem 2, (1) przed ekstrakcją p-synefryny oraz po (2) 20, (3) 40, (4) 60 i (5) 80 min ekstrakcji w 0,1 M NaOH,
Fig. 5 przedstawia (a) zmiany prądu DPV zarejestrowanego za pomocą platynowej elektrody dyskowej, pokrytej warstwą MIP-u przygotowaną zgodnie z Przykładem 2, (1) po ekstrakcji p-synefryny 0,1 M NaOH, a następnie w obecności p-synefryny o stężeniu (2) 0,10, (3) 0,29, (4) 0,48, (5) 0,74 i (6) 0,99 μM oraz (b) krzywe kalibracyjne DPV skonstruowane na podstawie tych danych; pomiary były przeprowadzone z zastosowaniem roztworu PBS (pH = 7,4) w obecności w roztworze badanym soli anionu lipofilowego, NH4SCN, o stężeniu 0,1 M,
Fig. 6 przedstawia (a) zmiany prądu DPV zarejestrowanego za pomocą platynowej elektrody dyskowej, pokrytej warstwą MIP-u przygotowaną zgodnie z Przykładem 3, (1) po ekstrakcji p- synefryny 0,1 M NaOH, a następnie w obecności p- synefryny o stężeniu (2) 10, (3) 29, (4) 48, (5) 74 i (6) 99 nM oraz (b) krzywa kalibracyjna DPV skonstruowana na podstawie tych danych; pomiary były przeprowadzone z zastosowaniem roztworu PBS (pH = 7,4) w nieobecności w roztworze badanym ani, zewnętrznego próbnika redoks, ani lipofilowych przeciwjonów,
Fig. 7 przedstawia (a) zmiany prądu DPV zarejestrowanego za pomocą platynowej elektrody dyskowej, pokrytej warstwą MIP-u przygotowaną zgodnie z Przykładem 4, (1) po ekstrakcji p- synefryny 0,1 M NaOH, a następnie w obecności p- synefryny o stężeniu (2) 10, (3) 29, (4) 48, (5) 74 i (6) 99 nM oraz (b) krzywa kalibracyjna DPV skonstruowana na podstawie tych danych; pomiary były prowadzone z zastosowaniem roztworu PBS (pH = 7,4) w nieobecności zewnętrznego próbnika redoks,
Fig. 8 przedstawia (a) zmiany prądu DPV zarejestrowanego za pomocą platynowej elektrody dyskowej, pokrytej warstwą MIP-u przygotowaną w taki sam sposób jak sposób opisany w wynalazku nr P.422854, (1) po ekstrakcji p- synefryny za pomocą 0,1 M NaOH, a następnie w obecności p-synefryny o stężeniu (2) 0,10, (3) 0,29, (4) 0,48, (5) 0,74 i (6) 0,99 μM i (b) krzywa kalibracyjna DPV skonstruowana na podstawie tych danych; pomiary byty prowadzone z zastosowaniem 100 mM Ru(NH3)sCh jako zewnętrznego próbnika redoks.
Korzystne przykłady wykonania wynalazku
Aby osiągnąć cel niniejszego wynalazku, w poniższych przykładach wykonania zrealizowano następujące zadania badawcze.
- Zsyntetyzowano nowy bisbitiofenowy monomer sieciujący, który w swojej strukturze zawierał podstawnik ferrocenowy (Przykład 1).
- Przygotowano warstwy MIP-ów za pomocą elektropolimeryzacji potencjodynamicznej (Przykłady 2, 3 i 4).
PL 238 793 B1
- Wytworzono chemosensory do selektywnego oznaczania p- synefryny i wyznaczono ich parametry analityczne prowadząc pomiary w nieobecności zewnętrznego względem MIP-u, tj. w roztworze badanym, próbnika redoks.
W większości dotychczasowych elektrochemicznych metodach oznaczania substancji elektronieaktywnych z zastosowaniem elektrod pokrytych warstwami MIP-u do roztworu badanego dodaje się odpowiednią substancję elektroaktywną, tzw. próbnik redoks. Następnie mierzy się zmianę prądu faradajowskiego tegoż próbnika spowodowaną wiązaniem analitu wewnątrz warstwy MIP (metoda opisana w wynalazku nr P.422854). Osadzenie warstw MIP-ów z wbudowanym próbnikiem redoks pozwoliło na prowadzenie pomiarów bez konieczności dodawania próbnika redoks do roztworów badanych (Przykłady 2, 3 i 4).
Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, można stosować ogólnie znane próbniki redoks, np. polipirydylowe kompleksy Ru, Fr, Ir, Os, Mo, Co, takie jak np. znane z pracy Bard A. J.; Faulkner L. R., Electrochemical Methods - Fundamentals and Applications. Wiley, 2000. Ponadto w przypadku niniejszego wynalazku zaproponowano nowozsyntetyzowany próbnik redoks, zdefiniowany w zastrz. 1, który stanowi jeden z proponowanych kandydatów w realizacji obecnego wynalazku.
Odczynniki i reagenty
Wszystkie zastosowane odczynniki chemiczne i rozpuszczalniki zakupiono w Sigma-Aldrich, z wyjątkiem kwasu 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowego zakupionego w firmie Enamine.
Procedury
P r z y k ł a d 1
Synteza p-[b/s(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu, tj. monomeru funkcyjnego z zbudowanym próbnikiem redoks
Pierwsze dwa etapy ścieżki syntetycznej p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu są znane z pracy: Benjamin J. Coe, Christopher J. Jones and Jon. A. McCleverty; J. Organometai Chem. 1994, 464, 225-232. Natomiast trzeci etap jest modyfikacją procedury stosowanej we wcześniejszych syntezach monomerów bisbitienylometanowych, tj. warunki reakcji są takie same jak w poprzednich pracach, ale substrat jest inny.
Etap 1. Otrzymywanie 4-ferrocenobenzonitrylu
Roztwór azotynu(lll) sodu (964,62 mg, 13,98 mmol) w 5 mL wody schłodzonej do ~0°C powoli wkroplono do intensywnie mieszanego roztworu 4-aminobenzonitrylu (1,524 g, 12,901 mmol) w 25 mL roztworu wody i stężonego kwasu solnego o stosunku objętościowym 1:1. Tak przygotowany roztwór był mieszany przez 30 min w ~0°C w celu wygenerowania soli diazoniowej. Jednocześnie ferrocen (4 g, 21,5 mmol) rozpuszczono w 27 mL stężonego kwasu siarkowego. Po dwóch godzinach mieszania roztwór ten został wylany na 100 mL wody z lodem. Następnie dodano sproszkowaną miedź (1,055 g, 16,60 mmol), po czym wkroplono ww. roztwór soli diazoniowej. Mieszanina reakcyjna była intensywnie mieszana przez noc. Następnie dodany został kwas askorbinowy (5,302 g, 54,06 mmol). Warstwa organiczna została wyekstrahowana dichlorometanem, następnie wysuszona nad siarczanem sodu, po czym odsączona i odparowana. Otrzymany surowy produkt, 4-ferrocenobenzonitryl, został oczyszczony chromatograficznie na kolumnie preparatywnej wypełnionej silikażelem. Jako eluent zastosowano roztwór rozpuszczalników, dichlorometanu i heksanu, o stosunku objętościowym 60:40. Po oczyszczeniu otrzymano 1,543 g 4-ferrocenobenzonitrylu z wydajnością 25%.
1 H NMR (CHCIe-d): Δδ (w ppm) 7,57-7,50 (m, 4H, fenyl H), 4,70 (t, 2H, ferrocen H), 4,43 (t, 2H, ferrocen H ), 4,05 (s, 5H, ferrocen H).
Etap 2. Otrzymywanie 4-ferrocenobenzaldehydu
Przez roztwór 4-ferrocenobenzonitrylu (1,0 g, 3,5 mmol) w 50 mL bezwodnego toluenu przez 15 min przepuszczano argon. Następnie wkroplono 3,85 mL 1,0 M wodorku diizobutyloglinu (ang. diisoammonium hydride, DIBALH) w dichlorometanie. Po dwóch godzinach mieszania dodano 8 mL metanolu. Po kolejnych 10 godzinach mieszania wkroplono 20 mL mieszaniny kwasu siarkowego i wody o stosunku objętościowym 1 : 3. Warstwę organiczną wyekstrahowano dichlorometanem, następnie wysuszono nad siarczanem sodu, po czym odsączono i w końcu odparowano. Otrzymany surowy produkt, 4-ferrocenobenzaldehyd, oczyszczono chromatograficznie na kolumnie preparatywnej wypełnionej silikażelem. Jako eluent zastosowano roztwór rozpuszczalników, dichlorometanu i heksanu, o stosunku objętościowym 80 : 20. Po oczyszczaniu otrzymano 0,61 g 4-ferrocenobenzaldehydu z wydajnością 60%.
1 H NMR (CHCI3-d): Δδ (w ppm) 9,97 (s, 1H, CHO), 7,79 (d, 2H, fenyl H), 7,59 (d, 2H, fenyl H), 4,74 (t, 2H, ferrocen H), 4,43 (t, 2H, ferrocen H), 4,05 (s, 5H, ferrocen H).
PL 238 793 B1
Etap 3. Otrzymywanie p-[b/s(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu
Roztwór 4-ferrocenobenzaldehydu (349,62 mg, 1,205 mmol) i 2,2'-bitiofenu (400 mg, 2,41 mmol) w 40 mL glikolu etylenowego mieszano przez 20 min w atmosferze azotu. Po dodaniu 6 mL HCIO4 (60%) mieszaninę reakcyjną mieszano przez kolejne 16 godz. w 60°C. Następnie ochłodzono ją do temperatury pokojowej, po czym odfiltrowano a zebrany osad przemyto dichlorometanem. Połączone przesącze przemyto nasyconym roztworem węglanu sodu a następnie wodą. Warstwę organiczną wyekstrahowano dichlorometanem, następnie wysuszono nad siarczanem sodu, po czym odsączono i w końcu odparowano. Otrzymany surowy produkt, p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen, oczyszczono chromatograficznie na kolumnie preparatywnej wypełnionej silikażelem. Jako eluent zastosowano mieszaninę rozpuszczalników, chloroformu i heksanu, o stosunku objętościowym 90 : 10. Po oczyszczaniu otrzymano 270 mg p-[bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu z wydajnością 37%.
1H NMR (CHCI3-d): Δδ (w ppm) 7,45 (d, 2H, fenyl H), 7,27 (d, 2H, fenyl H), 7,19-7,16 (dd, 2H, bitiofen H), 7,12-7,09 (dd, 2H, bitiofen H), 7,03 (d, 2H, bitiofen H), 6,99-6,96 (m, 2H, bitiofen H), 6,80-6,77 (dd, 2H, bitiofen H), 5,74 (s, 1H, -CH-), 4,63 (t, 2H, ferrocen H), 4,31 (t, 2H, ferrocen H), 4,06-4,03 (m, 5H, ferrocen H); UV-vis w toluenie, λmax (nm): 445,5; FAB mass (m/e): obliczona, 604,66; zmierzona, [M+] 604,0.
P r z y k ł a d 2
Przygotowanie i osadzanie na powierzchni elektrody molekularnie wdrukowanego polimeru (MIP-u) z wbudowanym próbnikiem redoks oraz jego zastosowanie do pośredniego oznaczania p-synefryny w warunkach stacjonarnych za pomocą różnicowej woltamperometrii pulsowej (DPV), bez dodatku zewnętrznego próbnika redoks, w obecności w roztworze NH4SCN, soli lipofilowego przeciwjonu (SCN-)
Warstwy MIP-u przygotowano i osadzono na platynowych elektrodach dyskowych o średnicy 1 mm za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, w zakresie potencjałów od 0 do 1,30 V vs Ag/AgCI. W tym celu wykonano 5 cykli prądowo-potencjałowych z szybkością zmiany potencjału 50 mV/s. Zarejestrowane w trakcie elektropolimeryzacji zależności prądu od potencjału przedstawione są na Fig. 3a. Acetonitrylowy roztwór do elektropolimeryzacji był 10 μM względem p-synefryny (szablonu), 30 μM względem kwasu 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowego (monomeru funkcyjnego), 100 μM względem p-bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metyloferrocenbenzenu (pełniącego podwójną funkcję, tj. monomeru sieciującego i wewnętrznego próbnika redoks) i 0,1 M względem chloranu(VII) tetrabutyloamoniowego (elektrolitu podstawowego). Podczas osadzania warstwy widoczne były wyraźne piki prądu anodowego i katodowego odpowiadające odwracalnemu, odpowiednio, utlenianiu i redukcji podstawnika ferrocenowego przy, odpowiednio, 500 i 415 mV vs Ag/AgCI. Obydwa piki rosły w kolejnych potencjałowych cyklach elektropolimeryzacyjnego osadzania. Świadczy to o tym, iż ferrocen trwale wbudowywał się w warstwę MIP-u.
Po elektropolimeryzacji, z warstwy MIP-u usunięto szablon (p- synefrynę). W tym celu elektrodę pokrytą warstwą MIP-u zanurzono na 60 min w 0,1 M NaOH, w temperaturze pokojowej, (20 ± 1) °C (Fig. 4). ‘
W celu zarejestrowania widm XPS i PM-IRRAS oraz wykonania zdjęć AFM, warstwę MIP-u osadzono na złoconych płytkach szklanych w sposób opisany powyżej.
Pomiary DPV wykonano w temperaturze pokojowej, (20 ± 1) °C, z zastosowaniem elektrochemicznego szklanego trójszyjnego mininaczynka, w kształcie litery V, o pojemności ~2,0 mL. Pomiary przeprowadzono w obecności w roztworze lipofilowego przeciwjonu, 0,1 M NH4SCN, w PBS (pH = 7,4).
W pomiarach DPV, potencjał zmieniano w zakresie od 0 do 1,0 V vs Ag/AgCI co 5 mV. Amplituda 50-ms pulsów potencjału wynosiła 25 mV.
Po zakończonym pomiarze, elektrodę zanurzano w 0,1 M NaOH na 20 do 60 min, w temperaturze pokojowej, (20 ± 1) °C, w celu tak dokładnego wyekstrahowania analitu, aby mierzony sygnał DPV osiągnął stałą maksymalną wartość wynoszącą ~6 μA.
Tak przygotowaną elektrodę zastosowano do oznaczania p-synefryny w roztworze PBS (pH = 7,4), w nieobecności zewnętrznego próbnika redoks. Niestety, w zakresie potencjałów od 0 do 0,70 V w tych warunkach faradajowskiego prądu utleniania ferrocenu w ogóle nie było (dane niepokazane). Prawdopodobnie pochodzące z PBS jony fosforanowe są zbyt hydrofilowe, aby dyfundować do wnętrza silnie lipofilowej warstwy MIP-u w celu zobojętnienia dodatniego ładunku elektrycznego generowanego na podstawnikach ferrocenowych podczas ich utleniania. Dlatego utlenianie to nie było możliwe. Aby umożliwić to utlenianie, do roztworu badanego p- synefryny dodaliśmy rodanek amonu.
PL 238 793 B1
Jony rodankowe okazały się wystarczająco lipofilowe, aby dyfundować w głąb MIP-u i działać jako przeciwjony powstających w wyniku elektroutleniania kationów ferrocenowych. Potwierdzeniem tej hipotezy było pojawienie się co prawda szerokiego, ale wyraźnego piku utleniania ferrocenu przy potencjale ~660 mV vs Ag/AgCI w obecności rodanku amonu w roztworze.
W pomiarach DPV względna zmiana prąd piku utleniania ferrocenu była proporcjonalna do stężenia p- synefryny w roztworze badanym w zakresie od 0,10 do 0,99 μM (Fig. 5) a równanie regresji liniowej opisujące tę zależność ma postać (Idpv,o - Idpv,s)/Idpv,o = 2,08 x 10-1 + 3,72 x 10-4 c/nM, gdzie c oznacza stężenie p-synefryny w roztworze, (Idpv,o - Idpv,s)/Idpv,o to względna zmiana prądu piku DPV dla wyekstrahowanej warstwy MIP-u a Idpv,o i Idpv,s to prąd piku, odpowiednio, w nieobecności i obecności analitu lub substancji przeszkadzającej. Przy stosunku sygnału do szumu, S/N = 3, współczynnik korelacji wynosił 0,895, a granica detekcji (ang. limit of detection, LOD) wynosiła 2,26 nM p-synefryny.
P r z y k ł a d 3 przygotowanie i osadzanie na powierzchni elektrody molekularnie wdrukowanego polimeru (MIp-u) z wbudowanym próbnikiem redoks i uwięzionym wewnątrz polimeru lipofilowym przeciwjonem oraz zastosowanie tego MIp-u w pomiarach DPV w nieobecności w roztworze badanym zewnętrznego próbnika redoks i lipofilowych przeciwjonów
Konieczność dodania soli odpowiednich przeciwjonów do badanych próbek (Przykład 2) sprawia, że ich przygotowanie jest równie czasochłonne jak w przypadku pomiarów z zewnętrznym próbnikiem redoks. Dlatego wewnątrz MIP-u unieruchomiono odpowiednie przeciwjony przez uwięzienie w nim lipofilowego kwasu chromopropinowego (Fig. 3b).
W tym celu warstwy MIP-u przygotowano i osadzono na platynowych elektrodach dyskowych za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, w zakresie potencjałów od 0 do 1,30 V vs Ag/AgCI. Wykonano 5 cykli prądowo-potencjałowych z szybkością zmiany potencjału 50 mV/s. Zarejestrowane w trakcie elektropolimeryzacji zależności prądu od potencjału przedstawione są na Figurze 3b. Acetonitrylowy roztwór do elektropolimeryzacji był 20 μM względem p- synefryny (szablonu), 60 μM względem kwasu 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowego (monomeru funkcyjnego), 250 μM względem p-[bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu (pełniącego podwójną funkcję, tj. monomeru sieciującego i wewnętrznego próbnika redoks), 125 μM względem soli sodowej kwasu chromopropinowego (lipofilowego przeciwjonu, który został uwięziony w warstwie MIP-u) i 0,1 M względem chloranu(VII) tetrabutyloamoniowego (elektrolitu podstawowego).
Ekstrakcję szablonu i pomiary DPV wykonano w analogiczny sposób jak w Przykładzie 2, ale w nieobecności NH4SCN w roztworach badanych.
W pomiarach DPV w roztworze PBS (pH = 7,4) pojawiły się co prawda szerokie, ale wyraźne prądowe piki utleniania ferrocenu przy potencjale ~450 mV vs Ag/AgCI. Względna zmiana prądu piku utleniania ferrocenu w obecności unieruchomionego wewnątrz MIP-u lipofilowego przeciwjonu, kwasu chromopropinowego, była proporcjonalna do stężenia p-synefryny w roztworze badanym w zakresie od 0,01 do 0,1 μM (Fig. 6) a równanie regresji liniowej opisujące tę zależność ma postać (Idpv,o - Idpv,s)/Idpv,o = 2,10 x 10-1 + 3,92 x 10-3 c/nM, gdzie c oznacza stężenie p-synefryny w roztworze badanym, (Idpv,o - Idpv,s)/Idpv,o - względną zmianę prądu piku DPV dla wyekstrahowanej a p- synefryny warstwy MIP-u a Idpv,o i Idpv,s to prąd piku, odpowiednio, w nieobecności i obecności analitu lub substancji przeszkadzającej w roztworze badanym. Przy stosunku sygnału do szumu, S/N = 3, współczynnik korelacji wynosił 0,808, a LOD = 1,04 nM p- synefryny.
P r z y k ł a d 4
Przygotowanie i osadzanie na powierzchni elektrody molekularnie wdrukowanego polimeru (MIP-u), z kowalencyjnie wbudowanym zarówno próbnikiem redoks jak i przeciwjonem, oraz jego zastosowanie w pomiarach DPV, w nieobecności zewnętrznego próbnika redoks i zewnętrznych przeciwjonów
Inny sposób unieruchomienia wewnątrz MIP-u odpowiednich przeciwjonów polega na ich kopolimeryzacji z kwasem tiofeno-2-metylosulfonowym (Fig. 3c). W tym celu warstwy MIP-u przygotowano i osadzono na platynowych elektrodach dyskowych za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, w zakresie potencjałów od O do 1,30 V vs Ag/AgCI. Wykonano 5 cykli prądowo-potencjałowych z szybkością zmiany potencjału 50 mV/s. Zarejestrowane w trakcie elektropolimeryzacji zależności prądu od potencjału przedstawiono na Figurze 3c. Acetonitrylowy roztwór do elektropolimeryzacji był 10 μM względem p- synefryny (szablonu), 30 μM względem kwasu 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowego (monomeru funkcyjnego), 100 μM względem p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferro
PL 238 793 B1 cenobenzenu (pełniącego podwójną funkcję, tj. monomeru sieciującego i wewnętrznego próbnika redoks), 100 μM względem soli sodowej kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego (przeciwjonu zdolnego do elektropolimeryzacji) i 0,1 M względem chloranu(VII) tetrabutyloamoniowego (elektrolitu podstawowego).
Szablon wyekstrahowano i pomiary DPV wykonano w analogiczny sposób jak w Przykładzie 3. Względna zmiana prądu piku utleniania podstawnika ferrocenowego w obecności unieruchomionego wewnątrz polimeru przeciwjonu, kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego, była proporcjonalna do stężenia p-synefryny w zakresie od 0,01 do 0,1 μM (Fig. 7). Równanie regresji liniowej opisujące tę zależność ma postać: (Idpv,o - Idpv,s)/Idpv,o = 2,74 x 10-1 + 4,66 x 10-3 c/nM, gdzie c oznacza stężenie p-synefryny w roztworze, (Idpv,o - Idpv,s)/ Idpv,o to względna zmiana prądu piku DPV dla wyekstrahowanej z p- synefryny warstwy MIP-u a Idpv,o i I dpv,s to prąd piku, odpowiednio, w nieobecności i obecności w roztworze badanym analitu lub substancji przeszkadzającej. Przy stosunku sygnału do szumu, S/N = 3, współczynnik korelacji wynosił 0,908, a LOD = 1,7 nM p- synefryny.
P r z y k ł a d 5 (porównawczy)
Pośrednie oznaczanie p- synefryny w warunkach stacjonarnych za pomocą różnicowej woltamperometrii pulsowej, DPV, z dodatkiem zewnętrznego próbnika redoks, Ru(NH3)gCI3
W celu pośredniego oznaczenia elektronieaktywnych analitów za pomocą elektrochemicznych czujników MIP z wykorzystaniem „efektu bramkowania”, zazwyczaj do roztworów oznaczanych próbek dodaje się próbniki redoks. Aby zilustrować działanie tych czujników, elektrochemicznie oznaczyliśmy p- synefrynę z zastosowaniem czujnika wytworzonego zgodnie z poprzednim wynalazkiem, P.422854. W niniejszych badaniach do roztworu badanego dodaliśmy próbnik redoks. Był to RU(NH3)sCh o stężeniu 100 mM (Fig. 8). W pomiarach DPV, względna zmiana prądu piku utleniania tego próbnika była proporcjonalna do stężenia p- synefryny w zakresie od 0,1 do 1,0 pM (Fig. 8b). Równanie regresji liniowej opisujące tę zależność ma postać (Idpv,o - Idpv,s)/Idpv,o = 8,305 x 10-2 + 5,34 x 10-4 c/nM, gdzie c oznacza stężenie p-synefryny w roztworze, (Idpv,o - Idpv,s)/Idpv,o to względna zmiana prądu piku DPV dla wyekstrahowanej z p- synefryny warstwy MIP a Idpv,o i Idpv,s to prąd piku, odpowiednio, w nieobecności i obecności w roztworze badanym analitu lub substancji przeszkadzającej. Przy stosunku sygnału do szumu, S/N = 3, współczynnik korelacji wynosił 0,894 a LOD = 61,8 nM p- synefryny.
Wnioski
Elektropolimeryzacja potencjodynamiczna okazała się bardzo dogodna do osadzania warstwy MIP-u z wdrukowanym szablonem, p- synefryną. Według niniejszego wynalazku, opracowano i wytworzono czujnik chemiczny z wbudowanym wewnątrz MIP-u próbnikiem redoks. Wykazano, że do prawidłowego działania tego czujnika niezbędna jest obecność przeciwjonów (anionów) zdolnych do zobojętnienia dodatniego ładunku elektrycznego powstającego podczas elektroutleniania podstawników ferrocenowych. Dlatego wytworzono dwa chemoczujniki z warstwami MIP-u z wbudowanym próbnikiem redoks i wbudowanymi na dwa różne sposoby przeciwjonami, tj. wbudowanymi albo przez fizyczne pułapkowanie soli dużego lipofilowego przeciwjonu wewnątrz MIP-u (Przykład 3), albo za pomocą kopolimeryzacji soli takiego przeciwjonu z monomerem funkcyjnym i sieciującym (Przykład 4).
Podziękowania
Niniejsza praca została częściowo sfinansowana ze środków Narodowego Centrum Nauki (Grant NCN nr 2014/15/B/NZ7/01011 dla W.K.).
Claims (15)
- Zastrzeżenia patentowe1. Nowy monomer jako próbnik redoks stanowiący p-[bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen.
- 2. Sposób wytwarzania p-[bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu określonego w zastrz. 1, znamienny tym, że 4-ferrocenobenzaldehyd jako związek wyjściowy poddaje się reakcji z 2,2'-bitiofenem w glikolu etylenowym w obecności kwasu nadchorowego(VII), w atmosferze azotu i w temperaturze pomiędzy -100 a 100°C, korzystnie 60°C, z wytworzeniem p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzenu.
- 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że najpierw ewentualnie wytwarza się 4-ferronobenzaldehyd w sposób, który obejmuje dwa następujące etapy:(a) aminobenzonitryl poddaje się działaniu azotynu(lll) sodu w temperaturze pomiędzy -100 a 100°C, korzystnie 0°C, a następnie ferrocenu w obecności sproszkowanego metaluPL 238 793 B1 przejściowego jako katalizatora, korzystnie miedzi, w środowisku kwaśnym z wytworzeniem 4-ferrocenobenzonitrylu, potem (b) ten 4-ferrocenobenzonitryl poddaje się działaniu odczynnika redukującego, korzystnie DIBALH-u, i metanolu w bezwodnej i beztlenowej atmosferze z wytworzeniem 4-ferronobenzaldehydu.
- 4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że wykonuje się kolejno Etapy (a) i (b) według zastrz. 3, po czym stosuje się Etap (c) według zastrz. 2.
- 5. Polimer wdrukowany molekularnie (MIP), w postaci warstwy jako jednostki rozpoznającej selektywnego chemoczujnika do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów, uprzednio zastosowanych jako szablony, zwłaszcza p-synefryna, z wbudowanym próbnikiem redoks, znamienny tym, że ten próbnik redoks jest wbudowany kowalencyjnie i pełni również rolę monomeru sieciującego a stanowi go skopolimeryzowany monomer funkcyjny posiadający w swojej strukturze podstawnik, który jest elektroaktywny, ale nie bierze udziału w polimeryzacji, najkorzystniej jest to p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen, a ponadto polimer ten zawiera lipofilowy przeciwjon wbudowany albo uwięziony wewnątrz tego polimeru, dostarczany przez sól metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych, najkorzystniej Li, K, Na, Ca, Mg, z mocnymi kwasami organicznymi, wybranymi spośród kwasów sulfonowych, kwasu chromopropinowego i kwasów tiosulfonowych, przy czym monomer funkcyjny stanowi kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy.
- 6. Polimer według zastrz. 5, znamienny tym, że zawiera lipofilowy przeciwjon wbudowany poprzez uwięzienie wewnątrz tego polimeru, najkorzystniej dostarczany przez sól sodową kwasu chromopropinowego, która ulega unieruchomieniu w warstwie MIP-u podczas elektropolimeryzacji.
- 7. Polimer według zastrz. 5, znamienny tym, że zawiera lipofilowy przeciwjon wbudowany poprzez kopolimeryzację wewnątrz warstwy MIP-u podczas jej osadzania za pomocą elektropolimeryzacji, dostarczany najkorzystniej przez sól sodową kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego.
- 8. Sposób wytwarzania molekularnie wdrukowanego polimeru (MIP-u) rozpoznającego wybrane anality, zwłaszcza p- synefrynę, metodą wdrukowania molekularnego, w postaci warstwy z wbudowanym próbnikiem redoks i przeciwjonem, w warunkach potencjodynamicznych lub potencjostatycznych, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy, w których (a) otrzymuje się warstwę MIP-u z użyciem roztworu do elektropolimeryzacji zawierającego wybrany analit jako związek pełniący rolę szablonu, kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy jako monomer funkcyjny zdolny do kompleksowania tegoż szablonu oraz związek pełniący rolę zarówno monomeru sieciującego jak i wewnętrznego próbnika redoks, oraz lipofilowy przeciwjon, który dostarczany jest przez sól metali alkalicznych lub sól metali ziem alkalicznych, najkorzystniej Li, K, Na, Ca, Mg, z mocnymi kwasami organicznymi, wybranymi spośród kwasów sulfonowych, kwasu chromopropinowego i kwasów tiosulfonowych, w rozpuszczalniku aprotycznym, korzystnie acetonitrylu, w obecności elektrolitu podstawowego, korzystnie chloranu(VII) tetrabutyloamoniowego, przy czym roztwór do elektropolimeryzacji zawiera szablon, monomer funkcyjny, monomer sieciujący/wewnętrzny próbnik redoks i lipofilowy przeciwjon o stosunku molowym w zakresie od 1 : 1 : 1 : 1 do 1 : 5 : 30 : 30; roztwór ten jest 0,1 M względem chloranu(VII) tetrabutyloamoniowego (elektrolitu podstawowego), (b) warstwy MIP-u osadza się na powierzchni elektrod, korzystnie platynowych elektrod dyskowych, za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, w zakresie potencjałów od -2,0 do 2,0 V vs Ag/AgCI, korzystnie od 0 do 1,30 V vs Ag/AgCI, z szybkością zmian potencjału od 5 do 1000 mV/s, korzystnie 50 mV/s, lub potencjostatycznych w zakresie potencjałów od -2,0 do 2,0 V vs Ag/AgCI, z wytworzeniem warstwy MIP-u z wdrukowanym molekularnie szablonem, a następnie (c) szablon ten usuwa się z osadzonej warstwy MIP-u poprzez ekstrakcję w 0,1 M NaOH i otrzymuje warstwę MIP-u selektywnego względem wybranego analitu.
- 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako szablon, stanowiący analit, stosuje się składnik do wykrywania i/lub oznaczania w analizowanej próbce wybrany spośród atomów pierwiastka chemicznego, cząsteczek związków, jonów, rodników, najkorzystniej stosuje się p-synefrynę.PL 238 793 B1
- 10. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że w Etapie (a) stosuje się p-synefrynę jako szablon (jako szablon uprzednio służy sam analit), kwas 2,2'-bitiofeno-5-karboksylowy jako monomer funkcyjny zdolny do kompleksowania tegoż szablonu, p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen jako zarówno monomer sieciujący jak i wewnętrzny próbnik redoks.
- 11. Sposób według dowolnego spośród zastrz. 8-10, znamienny tym, że w Etapie (a) stosuje się sól kwasu chromopropinowego albo sól kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego jako lipofilowy przeciwjon, najkorzystniej te sole to sole sodowe.
- 12. Sposób według dowolnego spośród zastrz. 8-11, znamienny tym, że w Etapie (a) stosuje się roztwór do elektropolimeryzacji zawierający szablon, monomer funkcyjny, monomer sieciujący/wewnętrzny próbnik redoks i lipofilowy przeciwjon o stosunku molowym w zakresie od 1 : 3 : 12,5 : 6,25 w przypadku soli sodowej kwasu chromopropinowego albo 1 : 3 :10 :10 w przypadku soli sodowej kwasu tiofeno-2-metylosulfonowego.
- 13. Sposób według dowolnego spośród zastrz. 8-12, znamienny tym, że w Etapie (a) jako próbniki redoks stosuje się polipirydylowe kompleksy Ru, Fr, Ir, Os, Mo, Co, W, a najkorzystniej p-[ bis (2,2'-bitieno-5-ylo)metylo]ferrocenobenzen.
- 14. Zastosowanie molekularnie wdrukowanego polimeru (MIP-u), określonego w zastrz. 5, w postaci warstwy jako jednostki rozpoznającej wybrane anality, zwłaszcza p- synefrynę, w selektywnym chemoczujniku do elektrochemicznego ich wykrywania i/lub oznaczania, zarówno w syntetycznych jak i biologicznych próbkach pochodzenia ludzkiego i zwierzęcego.
- 15. Zastosowanie według zastrz. 13, znamienne tym, że pozwala na prowadzenie oznaczeń elektrochemicznych w nieobecności zewnętrznego próbnika redoks w roztworze badanym, w obecności wewnętrznego lipofilowego przeciwjonu, który jest wbudowany w MIP kowalencyjnie lub fizycznie uwięziony wewnątrz tego MIP-u, określonego w zastrz. 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422855A PL238793B1 (pl) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | Polimer wydrukowany molekularnie z wbudowanym próbnikiem redoks i solą dostarczającą przeciwjony oraz selektywny czujnik chemiczny do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów z warstwą polimeru wydrukowanego molekularnie, jako jednostką rozpoznającą |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422855A PL238793B1 (pl) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | Polimer wydrukowany molekularnie z wbudowanym próbnikiem redoks i solą dostarczającą przeciwjony oraz selektywny czujnik chemiczny do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów z warstwą polimeru wydrukowanego molekularnie, jako jednostką rozpoznającą |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422855A1 PL422855A1 (pl) | 2019-03-25 |
| PL238793B1 true PL238793B1 (pl) | 2021-10-04 |
Family
ID=65799943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422855A PL238793B1 (pl) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | Polimer wydrukowany molekularnie z wbudowanym próbnikiem redoks i solą dostarczającą przeciwjony oraz selektywny czujnik chemiczny do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów z warstwą polimeru wydrukowanego molekularnie, jako jednostką rozpoznającą |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238793B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4484960A3 (en) * | 2023-06-26 | 2025-05-07 | Yonsei University, University-Industry Foundation(UIF). | Nanoscale molecularly imprinted polymer thin film for small molecule detection |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL409981A1 (pl) * | 2014-11-03 | 2016-05-09 | Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk | Nowy przewodzący polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie za pomocą neopteryny, i sposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru jako warstwy rozpoznającej czujnika chemicznego do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny |
| PL409982A1 (pl) * | 2014-11-03 | 2016-05-09 | Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk | Nowy przewodzący polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie za pomocą białek, w tym ludzkiej albuminy, sposób jego przygotowania i jego zastosowanie |
-
2017
- 2017-09-15 PL PL422855A patent/PL238793B1/pl unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL409981A1 (pl) * | 2014-11-03 | 2016-05-09 | Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk | Nowy przewodzący polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie za pomocą neopteryny, i sposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru jako warstwy rozpoznającej czujnika chemicznego do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny |
| PL409982A1 (pl) * | 2014-11-03 | 2016-05-09 | Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk | Nowy przewodzący polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie za pomocą białek, w tym ludzkiej albuminy, sposób jego przygotowania i jego zastosowanie |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4484960A3 (en) * | 2023-06-26 | 2025-05-07 | Yonsei University, University-Industry Foundation(UIF). | Nanoscale molecularly imprinted polymer thin film for small molecule detection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422855A1 (pl) | 2019-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Haddour et al. | Electrogeneration of a poly (pyrrole)-NTA chelator film for a reversible oriented immobilization of histidine-tagged proteins | |
| Alshawi et al. | Voltammetric determination of Hg2+, Zn2+, and Pb2+ ions using a PEDOT/NTA-modified electrode | |
| Qin et al. | Plasticizer-free polymer containing a covalently immobilized Ca2+-selective ionophore for potentiometric and optical sensors | |
| Li et al. | Electrochemical sensing using boronic acids | |
| Rahmanian et al. | Electrochemical fabrication of ZnO-polyvinyl alcohol nanostructured hybrid film for application to urea biosensor | |
| Maouche et al. | Molecularly imprinted polypyrrole films: Some key parameters for electrochemical picomolar detection of dopamine | |
| Zhang et al. | Label-free electrochemical immunoassay for neuron specific enolase based on 3D macroporous reduced graphene oxide/polyaniline film | |
| Wenjuan et al. | Electrogenerated trisbipyridyl Ru (II)-/nitrilotriacetic-polypyrene copolymer for the easy fabrication of label-free photoelectrochemical immunosensor and aptasensor: Application to the determination of thrombin and anti-cholera toxinantibody | |
| JP6889793B2 (ja) | 被分析物を測定するための非酵素的電気化学センサ | |
| Maouche et al. | A surface acoustic wave sensor functionalized with a polypyrrole molecularly imprinted polymer for selective dopamine detection | |
| Kurzątkowska et al. | Calix [4] arene derivatives as dopamine hosts in electrochemical sensors | |
| Lach et al. | Self-reporting molecularly imprinted polymer with the covalently immobilized ferrocene redox probe for selective electrochemical sensing of p-synephrine | |
| Prabhu et al. | Synthesis and characterization of novel imine substituted phthalocyanine for sensing of L-cysteine | |
| Chen et al. | 3-mercaptopropylphosphonic acid modified gold electrode for electrochemical detection of dopamine | |
| Gong et al. | A novel electrosynthesized polymer applied to molecular imprinting technology | |
| Huang et al. | Assembly of N-hexadecyl-pyridinium-4-boronic acid hexafluorophosphate monolayer films with catechol sensing selectivity | |
| Deng et al. | Common materials, extraordinary behavior: an ultrasensitive and enantioselective strategy for D-tryptophan recognition based on electrochemical Au@ pL-cysteine chiral interface | |
| Adeosun et al. | Real time detection and monitoring of 2, 4-dinitrophenylhydrazine in industrial effluents and water bodies by electrochemical approach based on novel conductive polymeric composite | |
| Prasad et al. | Development of molecularly imprinted polymer nanoarrays of N-acryloyl-2-mercaptobenzamide on a silver electrode for ultratrace sensing of uracil and 5-fluorouracil | |
| Bao et al. | Poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) bearing fluoro-containing phenylboronic acid for specific recognition of glucose | |
| Cosnier et al. | A permselective biotinylated polydicarbazole film for the fabrication of amperometric enzyme electrodes | |
| PL238793B1 (pl) | Polimer wydrukowany molekularnie z wbudowanym próbnikiem redoks i solą dostarczającą przeciwjony oraz selektywny czujnik chemiczny do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów z warstwą polimeru wydrukowanego molekularnie, jako jednostką rozpoznającą | |
| Nasraoui et al. | Flow electroanalytical system based on cyclam-modified graphite felt electrodes for lead detection | |
| Gu et al. | Catalytic amplification based on hole-transporting materials as efficient metal-free electrocatalysts for non-enzymatic glucose sensing | |
| Garcia-Mutio et al. | Controlled grafting of molecularly imprinted films on gold microelectrodes using a self-assembled thiol iniferter |